[发明专利]无晶片自动调整

说明书

技术领域

本发明涉及在半导体晶片上制造半导体器件的方法。更具体地，本发明涉及维护用于蚀刻含金属层的蚀刻室，所述含金属层的蚀刻用于磁性随机访问存储器（MRAM）的生产。

背景技术

在制造半导体器件的过程中，含金属层被蚀刻。这种蚀刻在蚀刻室内产生含金属污染物。

发明内容

为了实现前述内容，并根据本发明的目的，提供了一种用于减少蚀刻室中的污染物的方法。具有含金属层的衬底被置于所述蚀刻室中。所述含金属层被蚀刻，在所述蚀刻室的表面上产生不挥发的金属残留沉积物，其中所述金属残留沉积物中的一些金属残留处于第一状态。所述衬底从所述蚀刻室被移除。通过将处于所述第一状态的金属残留转变到处于第二状态的金属残留，所述室被调整，其中处于所述第二状态的金属残留相较处于所述第一状态的金属残留对所述蚀刻室的表面具有更强的粘着性。

在本发明的另一实施方式中，提供了一种用于减少具有电动窗（power window）和邻近所述电动窗的法拉第屏蔽的蚀刻室中的污染物的方法。具有含金属层的衬底被置于所述蚀刻室中。所述含金属层被蚀刻，在包括所述法拉第屏蔽的所述蚀刻室的表面上产生不挥发的金属残留沉积物，其中所述金属残留包括金属氢化物或金属氮化物，其中所述蚀刻包括提供所述含金属层中的金属的化学反应，以及溅射所述含金属层中的化学反应后的金属。所述衬底从所述蚀刻室被移除。通过将包括所述金属氢化物或金属氮化物的金属残留转变为原态金属，所述室被调整，其中原态金属相较所述金属氢化物或金属氮化物对所述蚀刻室的表面具有更强的粘着性，包括提供氧化作用以将所述金属氮化物或金属氢化物转变为金属氧化物，以及提供还原作用以将所述金属氧化物转变为原态金属。

下面，在本发明的详细描述部分，结合附图，将更加详细地描述本发明的这些特征以及其它特征。

附图说明

在附图中通过实施例的方式而非通过限定的方式来说明本发明，在这些附图中，同样的参考数字符号指代同样的元件，其中：

图1是本发明的实施方式的流程图。

图2是可被用来制造MRAM的堆栈（stack）的横截面示意图。

图3是可被用在本发明的实施方式中的等离子体处理室的示意图。

图4是可被用于实施本发明的计算机系统的示意图。

图5是调整室的步骤的更为详细的流程图。

具体实施方式

此处参照如附图中所示的本发明的若干实施方式对本发明进行详细描述。在下面的描述中，为了提供对本发明的透彻理解，会阐明大量具体细节。但是，显然地，对本领域技术人员来说，本发明可在没有这些具体细节中的一些甚或全部的情况下被实施。在其他情况下，为了不令本发明产生不必要的含糊，公知的工艺步骤和/或结构不会被详细描述。

近年来，磁性随机存储器（MRAM）作为通用存储器名声大噪，并宣称要取代DRAM、闪存和SRAM存储器。MRAM堆栈由诸如Co/Fe/Pd/Pt/Ru/Ta/Ti/Ni/Mg/Mn及其合金之类的材料组成。蚀刻这些材料时的障碍是当等离子体物质（species）与这些金属的表面发生反应时产生的蚀刻副产品的不挥发性质。不挥发的蚀刻副产品意味着这些蚀刻副产品物质（species）的蒸气压强（vapor pressure）很低以致它们不能在操作晶片的温度（10-250℃）和压强（1-50毫托）下变成气态。

由于蚀刻副产品的不挥发性质，一旦这些产品溅射到晶片表面之外，它们便粘在包括变压器耦合等离子体（TCP）窗、尖顶和衬垫的室壁上的瞄准线区域。在半导体器件的制造过程中，金属层可在蚀刻室内被蚀刻。已发现金属的蚀刻副产品的大部分沉积在介电TCP窗上，这干扰到通过介电窗从TCP线圈耦合到等离子体的射频（RF）功率，并且阻止/减弱MRAM晶片的蚀刻。还发现当MRAM材料晶片通过TCP反应器循环时，与等离子体密度成比例且是通过TCP介电窗耦合用于受控的偏压操作模式的RF的尺度的偏置功率下降。